劉丹妮
(廣東省揭陽華僑高級中學 揭陽 522000)
教學情境是課堂教學的基本要素,具生活性、形象性、學科性、問題性,其功能是促成學生學習的發生,學習發生在情境之中,是一個合法參與實踐共同體的過程[1]。筆者認為在學科核心素養的指導下,結合教學的具體內容,設計恰當的教學情境,不僅可以降低教學難度,特別是難點知識的解決,更能夠在課堂上充分調動學生的積極性,啟發學生思考,主動探究,發展學生智力,切實提高課堂教學效率。結合生物學科特點,筆者總結了在課堂上比較常用的幾種教學情境,并結合實例進行說明。
科學知識源于生活、用于生活,課堂中如果能夠利用學生已有的前概念,創設出能激發學生產生新疑問、新知識沖突的熟悉生活情境,從感知生活到發現問題、解決問題,形成新概念,再應用到生活,可以把枯燥的知識生活化、趣味化,在主動構建知識框架的過程中訓練學生的科學思維能力。
例如,在講特異性免疫內容時,教師往往會給學生介紹抗原、抗體、細胞免疫和體液免疫的概念,然后講解相關過程。而筆者在課堂上是先給學生看一則“甲型流感H1N1病毒裂解疫苗”的說明書,并提出相關問題: ①病毒對人體不是有害的嗎?為什么病毒作為疫苗注射到體內,人不會生病,反而達到預防疾病目的?②甲型流感H1N1病毒血凝素抗原是什么?③為什么接種該疫苗,就可刺激機體產生針對甲型流感H1N1病毒的抗體?④抗體又是什么物質?為什么能使人體達到預防此型病毒所致的流行流感?⑤為什么在生活中接種疫苗時,往往要注射多次后效果才比較好?讓學生結合生活經驗,根據說明書內容進行小組討論。
以上問題的提出,無疑為“抗體”“抗原”“疫苗”“體液免疫”“二次免疫”等科學概念的構建做了很好的鋪墊,在此情境中學生發現現實世界中的生物學問題,理性思維得到拓展,求知欲在課堂上得以激發,學習熱情自然提高。在教師引導下,進一步對問題解疑,對前概念進行更正,主動構建新知識框架,借此教育機遇,再把新概念應用到生活中,完成生活—課堂—生活的轉變,以生活促高效課堂形成,并貫徹落實生物學學科核心素養。
提高學生的科學探究能力是生物學教學中非常重要的目標,受到學校條件的限制,部分實驗無法讓學生實踐,教師應該采取其他教學策略,讓學生即使沒有動手做實驗,也能在切合的教學情境中體驗科學探究過程,從中發展理性思維,提高獨立思考、分析問題、解決問題以及合作探究的能力,這在遺傳學部分的教學體現尤為明顯。
以“基因位于染色體上的實驗證據”教學內容為例,該內容對于學生來講是比較難以掌握的知識點,因條件限制,學生無法體驗養果蠅做實驗的趣味過程。為了激發學習興趣,體驗實驗探究過程,筆者搜集了大量關于摩爾根果蠅的實驗資料,并在課堂上以科學小故事(蠅室里的發現)的形式呈現: 摩爾根一開始對孟德爾的遺傳學研究持懷疑態度,而且,關于染色體上有基因的說法,當時還只是猜測,用猜測的理論來解釋孟德爾的遺傳學說,堅持“一切通過實驗”原則的摩爾根認為是不可信的。1908年,他開始以果蠅為實驗材料進行研究。果蠅飼養容易,一點香蕉漿就可以讓它們飽食終日;一年可以繁殖30代;染色體只有4對8條,清晰可辨。他經常幾十個實驗同時進行,不出他所料,許多實驗都走入了死胡同,但是摩爾根屢敗屢戰,因為他知道,在科學研究中,只要出現一個有意義的實驗,所有付出的勞動就都得到了報償。1910年5月,摩爾根夫人在紅眼的果蠅群中發現了一只異常的白眼雄性果蠅,摩爾根激動萬分,在精心照料下,白眼果蠅終于在與一只紅眼雌性果蠅交配后才壽終正寢,這個家系的子一代全是紅眼的。他又使子一代交配,結果發現了子二代中的紅、白果蠅的比例正好是3∶1,于是摩爾根終于相信孟德爾的遺傳學說。但當他再次定睛觀察這些果蠅時,他發現了一個不同于孟德爾規律的現象,子二代的白眼果蠅全是雄性。故事的后來,摩爾根證明了基因在染色體上,基因學說從此誕生了。為此,摩爾根榮獲了1933年諾貝爾生理學或醫學獎。
教師提出問題:①摩爾根對孟德爾定律持懷疑態度,孟德爾定律指的是什么?②實驗材料選擇對實驗至關重要,摩爾根為什么要以果蠅作為實驗材料?③為什么根據“這個家系的子一代全是紅眼的,子二代中的紅、白果蠅的比例正好是3∶1”,摩爾根就相信孟德爾的遺傳學說?④當摩爾根再次觀察時,發現“子二代的白眼果蠅全是雄性”,對此現象如何解釋,請大膽想象,嘗試提出你的假說?并進行演繹推理。⑤科學探究歷程是艱辛的,科學發現是偉大的,相信同學們對摩爾根的探索歷程有所感悟,請大家暢所欲言,發表自己的看法和收獲。
此過程,將教學內容和科學史結合,為枯燥課堂增添趣味性,并在探究科學史的過程中發現問題、分析問題、解決問題,突破重難點,主動構建學科知識,借此教育機遇,學生可領略歷史上科學家的偉大付出,對學生進行情感教育,培養學生科學探究精神,提升學生的情感價值觀。
教學不只知識傳授,更在于發展學生素養,服務于社會發展。生物學學科核心素養包含培養學生的“社會責任”,生物學學科與科研的發展息息相關,教師應該抓住機會,在適當的教學情境中介紹更多關于科研的信息,一方面為知識目標服務,另一方面也可以培養學生的科研興趣,提升學生的社會價值觀。
例如,在學習“誘變育種的優缺點”時,筆者呈現以下兩則科研資料:
資料1: 據統計,航天育種變異率達4%以上,株高變異為+40 cm~-30 cm,果重變異達+70%~+100%(蔬菜),生育期變異為+3天~-10天。
資料2: 太空船把2000顆南瓜種子帶上了太空,這些種子在宇宙里經過了綜合射線的作用,回到地面后,經培育只有很少一部分能夠發育成我們需要的優良性狀,而大部分種子沒有發育或沒有呈現我們希望得到的優良性狀??蒲腥藛T經過3個月的種植,培育出150公斤各種顏色的大南瓜。
教師提出問題:根據上述資料,同學們嘗試分析一下誘變育種有什么優點?同時,聯系基因突變的特點,談談誘變育種的缺點?
這樣的教學設計,除了能掌握知識點,還能夠讓學生潛移默化意識到生物學科與社會生產實踐息息相關,意識到學好學科知識的重要性,并將課堂上學到的科學知識應用于社會生活,切實提高自己的責任意識。
恰當的教學情境可以促進有效課堂的形成,而有效課堂能啟發思考、主動探究、收獲知識和提升能力的,同時也能實現學生學科核心素養的提升。這就要求教師在設計教學活動時,應以學生為主體,結合所教內容,在生物學學科核心素養的指導下,選擇適合的情境切入,提高課堂教學效率。